Размер величины. Значение величины

Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу [3].

Иногда возражают против широкого применения слова «размер», утверждая, что оно относится только к длине. Однако заметим, что каждое тело обладает определенной массой, вследствие чего тела можно различать по их массе, т.е. по размеру интересующей нас физической величи­ны (массы). Рассматривая предметы А и В, можно, например, утверждать, что по длине или размеру длины они отличаются друг от друга (например, А > В). Более точная оценка может быть получена лишь после измерений длины этих предметов.

Часто в словосочетании «размер величины» слово «размер» опускают или за­меняют его на словосочетание «значение величины».

В машиностроении широко применяют термин «размер», подразумевая под ним значение физической величины - длины, свойственной какой-либо детали. Это значит, что для выражения одного понятия «значение физической величины» приме­няются два термина («размер» и «значение»), что не может способствовать упорядоче­нию терминологии. Строго говоря, необходимо уточнить понятие «размер» в маши­ностроении так, чтобы оно не противоречило понятию «размер физической величи­ны», принятому в метрологии. В ГОСТ 16263-70 дано четкое разъяснение по этому вопросу.

Количественная оценка конкретной физической величины, вы­раженная в виде некоторого числа единиц данной величины, на­зывается «значением физической величины».

Отвлеченное число, входящее в «значение» величины, называется числовым значением.

Между размером и значением величины есть принципиальная разница. Размер величины существует реально, независимо от то­го, знаем мы его или нет. Выразить размер величины можно при помощи любой из единиц данной величины, другими словами, при помощи числового значения.

Для числового значения характерно, что при применении дру­гой единицы оно изменяется, тогда как физический размер вели­чины остается неизменным.

Если обозначить измеряемую величину через x, единицу вели­чины - через [x₁], а отношение их—через q₁, то x = q₁× [x₁].

Размер величины x не зависит от выбора единицы, чего нель­зя сказать о числовом значении q, которое целиком определяется выбором единицы. Если для выражения размера величины x вме­сто единицы [x₁] применить единицу [x₂], то неизменившийся размер x будет выражен другим значением:

x = q₂× [x₂], где n₂ ¹ n₁.

Если в приведенных выражениях применять q = 1, то размеры единиц

x₁ = 1× [x₁] и x₂ = 1× [x₂ ].

Размеры разных единиц одной и той же величины различны. Так, размер килограмма отличается от размера фунта; размер метра—от размера фута и т. п.

Размерность физических величин

Размерность физических величин— это соотношение между единицами величин, входящих в уравнение, свя­зывающее данную величину с другими величинами, через которые она выражается.

Размерность физической величины обозначается dim A (от лат. dimension – размерность). Допустим, что физическая величина А связана с X, Y уравнением A = F(Х, Y). Тогда величины X, Y, А можно представить в виде

Х = х× [Х]; Y = y× [Y]; A = а× [A],

где А, X, Y - символы, обозначающие физическую вели­чину; а, х, y - числовые значения величин (безразмер­ные); [A]; [X]; [Y] - соответствующие единицы данных физических величин.

Размерности значений физических величин и их еди­ниц совпадают. Например:

A = X/Y; dim (a) = dim (X/Y) = [Х]/[Y].

Размерность — качественная характеристика физиче­ской величины, дающая представление о виде, природе величины, о соотношении ее с другими величинами, еди­ницы которых принимаются за основные.

1.7. Измерительное преобразование

В некоторых случаях, когда нельзя непосредственно сравнить измеряемую величину с воспроизводимой единицей физической величины, используют измерительное преобразование. Это такой вид преобразования, при котором устанавливается однозначное соответствие между значениями двух величин (входной и выходной). Зависимость между этими величинами стремятся сделать линейной. Диапазон преобразования определяется множеством значений входной величины, подвергаемой преобразованию.

 

Вид измерений

Вид измерений - часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин. Например, в области электрических и магнитных измерений могут быть выделены как виды измерения электрического сопротивления, электродвижущей силы, электри­ческого напряжения, магнитной индукции и др.

 

Методы и средства измерений

Под понятием метод измерения подразумевается совокупность процессов использования принципов и средств измерений.

Принцип измерений - это совокупность физических явлений, на которых основаны измерения. Например, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта; измерение расхо­да газа по перепаду давления в сужающем устройстве.

Конкретные методы измерений определяются видом измеряе­мых величин, их размерами, требуемой точностью результата, быстротой процесса измерения, условиями, при которых прово­дятся измерения, и рядом других признаков.

Каждую физическую величину можно измерить несколькими методами, которые могут отличаться друг от друга особенностями как технического, так и методического характера. В отношении технических особенностей можно сказать, что существует мно­жество методов измерения и по мере развития науки и техники число их все увеличивается. С методической стороны все методы измерений поддаются систематизации и обобщению по общим характерным признакам. Рассмотрение и изучение этих признаков не только помогает правильному выбору метода и его сопоставле­нию с другими, но и существенно облегчает разработку новых методов измерения.

Для прямых измерений, при которых искомое значение вели­чины находят непосредственно из опытных данных, можно выделить несколько основных методов: метод непосредственной оцен­ки, дифференциальный метод, нулевой метод, метод совпадений и метод замещений.

При косвенных измерениях, при которых искомое значение ве­личины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, широко применяется измерительное преобразование измеряемой величины в про­цессе измерений.

Средства измерений - это технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свой­ства. От средств измерений непосредственно зависит правильное определение значения измеряемой величины в процессе измерения. В число средств измерений входят меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы и измеритель­ные преобразователи; к ним относятся также измерительные принадлежности, которые, однако, не могут применяться самостоятельно, а служат для расширения диапазона измерений, повышения точности измерений, передачи результатов измерений на расстояние и обеспечения техники безопасности в процессе измерения. К средствам измерения не следует относить устройства, служа­щие для создания заданных условий измерений (различные регу­лирующие устройства, реостаты, термостаты, барокамеры и т. п.) [4].

 

Меры

Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизве­дения

физической величины заданного размера.

Некоторые меры являются телами определенной формы, изго­товленными с необходимой тщательностью. Например, концевые меры длины, гири, измерительные колбы. Другие меры представ­ляют совокупность многих деталей с определенной взаимосвязью (нормальный элемент, измерительный конденсатор, генератор стандартных сигналов), но не это является характерным для мер и их роли в измерениях. Вспомним любой процесс измерения. Относительно редко сравнивают измеряемую величину с мерой, значение которой равно единице. На рычажных весах сравнивают массу взвешиваемого тела с массой гирь 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1; 2; 5 кг. Следовательно, любая из этих гирь или их комбинация в процес­се измерения может стать исходной для определения измеряемой массы. Таким образом, мера воспроизводит величины, значения которых связаны с принятой единицей этой величины определен­ным, известным соотношением. Мера - это, как правило, основа измерений [4].

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: